問題は解決しましたが、今後の参考のために書き留めています。
/root/.my.cnf 
[mysqladmin]
user            = root
password        = pa$$w0rd
/etc/logrotate.d/mysql
/var/log/mysql-slow.log /var/log/mysqld.log {
    daily
    rotate 7
    dateext
    compress
    missingok
    #notifempty
    sharedscripts
    create 644 mysql mysql
    postrotate
        /usr/bin/mysqladmin flush-logs
    endscript
}
logrotate コマンドラインから実行する場合は正常に動作しています:
# logrotate -v -f /etc/logrotate.d/mysql
しかし、午前4時にcronから実行すると機能しません。ログファイルはローテーションされましたが、MySQLは新しく作成されたファイルにエラーを記録しません。
-rw-r--r-- 1 mysql mysql      0 Aug  7 10:13 /var/log/mysqld.log
-rw-r--r-- 1 mysql mysql     20 Aug  4 04:04 /var/log/mysqld.log-20120804.gz
-rw-r--r-- 1 mysql mysql     20 Aug  5 04:04 /var/log/mysqld.log-20120805.gz
-rw-r--r-- 1 mysql mysql     20 Aug  6 16:28 /var/log/mysqld.log-20120806.gz